Устройство для управления однофазным статическим преобразователем

 

Союз Советскик

Социалистические

Республик

О И С А Н И Е ()936361

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свип-ву N 764095 (22) 3а»>«0 19. 04. 80 (21) 2912300/24-07 (51) М. Кл.

3 с присоединением заявки .% (23) Приоритет

Н 02 Р 13/18 фЬеударстеенный камнтет

СССР до делам нзобретеннй н открытий

Опубликовано 15.06.82. Бюллетень №22

Дата опубликования описания 17.06.82 (53) УДК621.316. .727(088.8) (72) Авторы изобретения

Ю.A Мордвинов и С.И. Королев

Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики (7I) 3as8exwb при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ОДНОФАЗНЫМ

СТАТИЧЕСКИМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

Изобретение относится к электротехнике.

По основному авт.св. н". 764095 известно устройство для управления однофазным статическим преобразователем с многоступенчатой формой выходного напряжения эа счет коммутации вторичных обмоток трансформатора при помощи тиристоров, содержащее кольцевую пересчетную схему, соединенную со входами основных элементов совпадения, задающий генератор и датчик тока, связанные со входами вспомогательных элементов совпадения, триггер, вход которого подключен к выходу задающего генератора, а выход к блоку управления инвертором, входы основных элементов совпадения подключены к выходам триггера, связанного через первый делитель частоты с кольцевой пе- 2о ресчетной схемой, а их выходы — с выводами для подключения к управляющим электродам тиристоров и с вспомогательными элементами совпадения, а выходы дополнительных элементов совпаде- . ния подключены соответственно к вспомогательным элементам совпадения с порядковым номером 2,3...2/, а их входы: к выходам кольцевой пересчетной схемы с порядковым номером, 1,2... /2- 1/ и второму дополнительному делителю частоты, подключенному к задающему генератору, при этом датчик тока подключен к выводам для подключения в силовой цепи питания инвертора (1).

Недостатком устройства является невысокое качество выходного напряжения.

Цель изобретения — повышение качества выходного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления однофазным статическим преобразователем снабжено формирователем импульсов, дополнительным триггером, тремя группами элементов совпадения, дополни" тельные и вспомогательные элементы совпадения — дополнительными входами

3 9363 а основные элементы совпадения - дополнительными выходами, причем входы элементов совпадения первой группы подключены к выходам основных элементов совпадения и к выходу формирователя импульсов, подключенного к задающему генератору и датчику тока., входы дополнительного триггера подключены к выходам элементов совп"рения второй группы, входы которых под" 1; ключены к основным элементам совпаде ния и задающему генератору„ выход дополнительного триггера подключен к входу формирователя импульсов, дополнительным входам дополнительных и вспомогательных элементов совпадения входам элементов совпадения тре-тьей группы, другие входы которых подключены к выходу задающего ге:ератора и к объединенным дополнитепь- 0 ным выходам основных элементов совпадения, На фиг. 1 представлена схема ycтройства для управленйя статическим преобразователем; на фиг. 2 - диа- 2 граммы напряжений на отдельных элементах схемы, на фиг, 3 — "асимметричная" структура статического преобразователя.

Устройство для управления статическим преобразователем соцержи1 за-. дающий генератор 1, связанный с вспомогательными элементами совпадения

2-23, первым делителем 24 частоты,. выход которого соединен с дополни;д, тельными элементами совпадения 2 -30.„ первым триггером 31, выходы которых связаны с усилителем 32 мощности, основными элементами совпадения 33-"48 и вторым делителем 49 час †о, датчик 90 тока, связанный с эпементами совпадения 2-23 и кольцевую пересчетную схему 51, соединенную с выходом второго делителя 49 частоты, входами основных элементов совпаде 5 ния 33-48 и дополнительных элементов совпадения 25-30, связанных выходами с вспомогательными элементами совпадения, элементы совпадения 52-57 первой группы, формирователь 8 импуль50 сов, подключенный к задающему генератору 1, элементы совпадения 59-62 третьей группы связаны с задающим генератором 1 и объединенными однотипными выходами основных элементов совпадения 33-48, входы второго триг55 гера 63 соединены с элементами совпадения 64 и 65 второй группы, а его выход — с формирователем 58 импульсов,. дополнительными, основными и общими элементами совпадения.

На фиг, 2 — представлены диаграммы 66-91 на элементах схемы. статический преобразователь с переключением вторичных обмоток согласующего трансформатора содержит ,-нвертор 92 с согласующим трансформавЂ:ором 93, вторичные обмотки 94-100 которого подключены к демодулятору на тиристорах 101-120. На выходе преобразователя подключена нагрузка 121.

Рассмотрим работу устройства при подкпючении к выходу преобразователя

=.êòèíHoé нагрузки. В этом случае не требуется формировать дополнительную (узкие незачерненные импульсы на ф:-:г. 2,71-2.90) и вспомогательную !, узкие зачерненные импульсы на фиг. 2.71-2.90) серию импульсов. Задающий генератор 1 обеспечивает формирование однополярных импульсов (фиг. 2,66), длительность которых юавна времени восстановления тиристс ров демодулятора. По заднему фронту импульсов задающего генератора синх-. ронизи руется триггер 31 (фиг. 3.67), выход которого подключен к усилителю 32 мощности, обеспечивающему управление вентилями инвертора 92. Выходные сигналы триггера поступают на делитель -49 частоты, кратность деления которого равна количеству подинтервалов B каждом тактовом интервале (t =- 4 фиг. 2,68). Пересчетная схема 51,. состоящая из нескольких ячеек (в нашем случае 8) формирует импульсы дли Гельност ью tO t4 t4 tg и т,p,, На основные элементы совпадения 33-48 поступают сигналы с триггера (фиг.2.67)t и с пересчетной схемы. На выходе основных элементов совпадения (И) формируются сигналы длительностью

О

tq tg 1я tpe e e

Для получения импульсов управления (фиг. 2.79 и 2.80) тиристорами 102

1 l3 и 120 (общими) выходы определенных основных логических элементов совпадения объединяются (33- 36, 37-40, 41-44, 45-48). При этом элементарный инвертор 92, управляемый от усилителя 32 мощности, обеспечивает формирование прямоугольного напряжения (фиг. 2.67). Тиристоры 107 и 102 подключают к нагрузке обмотки (94-95), напряжение которых равно амплитуде г:ервой ступени выходного напряжения

5 93" 3 демодулятооа Ъиг. 2.91). В интервале времени t - t устройство для уп1 равления преобразователем обеспечивает формирование сигналов (фиг. 2. 72 и 2.80), которые поступают соответственно на тиристоры 113 и 120, что приводит к выключению тиристоров 107 и 102 и подключению нагрузки к обмот кам (99+100), напряжение которых равно амплитуде первой ступени и т.д. По- 1О следовательность подачи импульсов уп-. равления на тиристоры 107, 113, 111, 109, 105, 117, 103, 102, 120, 114, 108, 110, 112, 106, 116, 104, 118, 119 и

101 представлены соответственно на фиг. 2.71-2.90. При снижении коэффициента мощности нагрузки требуется формировать еще дополнительную и вспомогательную серию импульсов. Если до момента ток проводят тиристоры 101 2О и 108, то подача очередных импульсов управления 1лительностью - „ на тиристоры 101 и 102 не приведет к их включению (ток протекает через тиристоры 101 и 108). В интервале времени

t -t для сохранения формы выходного напряжения демодулятора нагрузку необходимо переключить к обмоткам (99+I00 ). Для этой цели необходимо выключить тиристоры l08 и I01 и вклю-.зо чить тиристоры 114-119, что достигает» ся за счет подачи дополнительного имт

1 пульса управления до момента t<

:(фиг. 2.89) на тиристор 119. К тиристору 101 прикладывается запирающее напряжение в течение времени, равного длительности дополнительного импульса управления. После изменения полярности напряжения на вторичных обмотках согласующего трансформатора (время с.„) на тиристор 114 поступает вспомогательный импульс управления (фиг. 2.81), что приведет к выключению тиристора 108 и переводу тока нагрузки в обмотки (99+100). Аналогичным образом в интервале времени нагрузка подключается к обмоткам (94+95) и т.д, Необходимым условием является то, что дополнительная и вспомогательная серии импульсов поступает на тиристоры демодулятора только при работе статического преобразователя в инверторном режиме. При этом дополни55 тельные импульсы управления, поступающие на тиристоры 103- 118 определяются дополнительно условием, что выключаемый тиристор демодулятора обес61 6 печивает формирование ступени напряже ния, амплитуда которой

0 п1 ) 0,501щ (1) где 0;1; амплитуда первой гармоники с ступенчатого напряжения.

Вспомогательная серия импульсов подается на тиристоры демодулятора, формируюц|ие ступени напряжения, амплитуда которых

0 (0,50 п,. (2)

Особенностью является подача вспомогательного импульса управления на тиристор, обеспечивающий формирование ступени напряжения первого подыинтервала, амплитуда которого

0щ ) 0,50,п . (3)

В этом случае (ток нагрузки переходит через нуль на третьем тактовом интервале ) устройство для управления статическим преобразователем обеспечивает необходимую последовательность импульсов. Выходной сигнал эле. ментов совпадения 2- 17 определяется сигналами задающего генератора 1, датчика 50 тока, триггера 63 и сигналами основных элементов совпадения 33-48. Датчик тока обеспечивает формирование прямоугольного сигнала при работе преобразователя в инвертор ном режиме, когда полярность тока нагрузки не совпадает с полярностью ступенчатого напряжения. Сигнал на выходе триггера 63 всегда однозначно определяется при известной дюрме сту пенчатого напряжения согласно условиям 1 ) — (3) (фиг. 2.69). При форме напряжения (фиг. 2.9 1) на выходе элемента совпадения 64 и 65 появляются импульсы в моменты перед временем 5 7 9 Fr 3T "39 57 59

t, габт соот вет ст венно, которые поступают на раздельные входы триггера 63. Поскольку триггер срабатывает на первый поступающий импульс (перед триггер срабатывает на первый поступающий импульс перед временем t, QcI,t, t то на его одном выходе есть сигнал (фиг. 2.69), а на другом — инвертированны. При полученных таким образом сигналах на входе дополнительных логических элементов И и на выходах формируются импульсы управления при наличии одновременно сигнала с датчика тока (длительностью от нуля доЯи)), триггера 63 (фиг. 2.69), задающего генератора 1 (фиг. 2.66), и выходе соответствующего основного логического элемента. Оперативные элементы совпа936361

Формула изобретения

7 дения обеспечивают формирование дополнительных импульсов управления в конце каждого тактового интервала (импульс перед моментом t, фиг,2.86, перед t. нефиг. 2.76 и т.д.). 3

Вспомогательная серия импульсов формируется на выходе вспомогательных элементов совпадения 52-57. Выходной их -,.игнал определяется наличием сигналов на выходах соответствующих основных элементов совпадения 45, 37, 33, 41, 33 и 34 и сигнала на выходе формирователя 58 импульсов. Сигнал на выходе. формирователя импульсов (Фиг. 2.70) получают по срезу импуль- 13 сов задающего генератора (фиг. 2.66) в интервале времени, когда сигнал (фиг. 2.69) равен, нулю и при наличии сигнала на выходе датчика 50 тока. 10

Так, в момент времени t вспомогательный импульс управления поступает на тиристор 119 (обозначено 119" 1 и т.д. Выходы элементов совпадения показаны стрелками (см. фиг. 1), а р3

- цифрой показаны номера тиристоров демодулятора, к которому подключен этот выход. Так, цифрой 117 показан выход элемента совпадения формирующего основные импульсы управления, 117 ц

30 и 117" — дополнительные и вспомогательные импульсы управления, Таким образом, устройство для управления статическим преобразователем обеспечивает высокое качество выходного напряжения на выходе преобразователя при работе его на перегрузку с любым коэффициентом мощности.

Устройство для управления однофазным статическим преобразователем по авт. св. h 764095, о т л и ч а ю щ ет с я тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения, оно снабжено формирователем импульсов, дополнительным триггером, тремя группами элементов совпадения,дополнительные и вспомогательные элементы совпаде=ния — дополнительными входами, а основные элементы совпадения - дополнительными выходами, причем входы элементов совпадения первой группы подключены к выходам основных элементов совпадения и к выходу формирователя импульсов, подключенного к задающему генератору и датчику тока, входы дополнительного триггера подключены к выходам элементов совпадения второй группы, входы которых подключены к основным элементам совпадения и задающему генератору; выход дополнительного триггера подключен к входу формирователя импульсов, до1полнительным входам дополнительных и вспомогательных элементов совпадения и входам элементов совпадения третьей группы, другие входы которых подключены к выходу задающего генератора и к объединенным дополнительчым выходам основных элементов совпадения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 764095, 12. 10.78.

336361

Д (" а:.1

4.

1 а

Г ! (r- г-"

1, !

Г!

„„J.

1 j! г

11

JI 1

1 и

Р.

" .1 с:

1 .,j

Lj. (1 !

j (CL !

1 (1

„Г (" ) )

11

Ф ьр1 (р)»., 1 ,Г

1 !

I в г. -, „ « " 4Ъ 3

1, ф

1 с»

«(! г =

«) L

I - «-:1

jM j

> . с 1